[發明專利]在讀出電子器件和/或光傳感器中具有抗混疊濾波器的成像探測器

有效

• 申請號: 201380022615.8
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN104285297B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: M·A·查波;R·P·盧赫塔
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 王英,劉炳勝

技術領域

下文總體上涉及成像探測器并且更具體地涉及在讀出電子器件和/或光傳感器中具有抗混疊濾波器的成像探測器，并且下文結合計算斷層攝影(CT)來進行描述。

背景技術

CT掃描器通常包括安裝在圍繞檢查區域關于z軸旋轉的可旋轉機架上的X射線管。X射線管發射穿過檢查區域的輻射。探測器陣列在檢查區域的對側與X射線管相對，對向一角度弧，該探測器陣列探測穿過檢查區域的輻射并且生成指示該輻射的信號。重建器處理該信號并且重建指示檢查區域和在掃描期間位于檢查區域中的對象或目標的一部分的體積圖像數據。

在Chappo等人的美國專利6510195中所描述的CT探測器陣列包括一行或多行探測器片塊(tile)。每個探測器片塊包括閃爍體層，所述閃爍體層光耦合到探測器像素(例如，16或更多)的二維(2D)背照射光電二極管陣列。通過凸點接合使光電二極管陣列接合到載體基板上。封裝在專用集成芯片(ASIC)中的讀出電子器件也接合在載體基板上。載體基板包括向讀出電子器件路由由探測器像素產生的信號的電極。

在Luhta等人的美國專利申請公開2009/0121146中，CT探測器片塊包括具有光敏感區和非光敏感區的硅光電二極管。使用該片塊，光電二極管陣列是硅基板的光敏感區的一部分，并且非光敏感區包括使各探測器像素與焊盤(bonding pad)互連的電極。硅ASIC直接接合到硅基板的非光敏感區，以與焊盤電通信，并且因此與探測器像素電通信。

ASIC包括用于各探測器像素的讀出電子器件，該讀出電子器件包括用于各像素的模擬電子器件和數字電子器件。圖1圖示了范例現有技術ASIC 102的一部分，其包括針對第一探測器像素的第一讀出電子器件104和針對第二不同像素的第二讀出電子器件106。第一讀出電子器件104包括第一模擬部件108和第一數字部件110，并且第二讀出電子器件106包括第二模擬部件114和第二數字部件116。ASIC102還包括公共數字電子器件112，公共數字電子器件112包括公共數字部件118。

注意，圍繞部件108-118的虛線并不指示ASIC102的物理結構，而是被包括以闡明模擬讀出電子器件部件、數字讀出電子器件部件和公共讀出電子器件部件之間的說明性分組，以及像素之間的讀出電子器件部件的說明性分組。令人遺憾的是，模擬讀出電子器件和數字讀出電子器件108-118在相同的基板120中，因而易受基板噪聲的影響。此外，模擬讀出電子器件和數字讀出電子器件108-118在相同的基板120中，因而模擬讀出電子器件108和114易受來自于數字讀出電子器件110，116和118的噪聲的影響，反之亦然。

用于降低噪聲污染的一種方法是使模擬讀出電子器件和數字讀出電子器件與基板電隔離，并且使模擬讀出電子器件和數字讀出電子器件相互電隔離。如圖2所示，這已經通過CMOS三阱或淺溝槽隔離實現了。在圖2中，第一阱202將模擬讀出電子器件108和114與基板120和數字讀出電子器件110，116和118電隔離，并且第二阱204將數字讀出電子器件110、116和118與基板120和模擬溝道108和114電隔離。然而，該方法并沒有降低同一阱中的讀出電子器件之間的串擾，而該串擾能夠不利地影響探測器線性度、增益和噪聲性能并且限制低劑量成像。

已經結合探測器使用抗混疊濾波在由ASIC處理之前通過限制信號的帶寬來降低量子噪聲和電子噪聲。已經通過一階低通濾波器或多階低通濾波器實現了該抗混疊濾波。圖3中圖示了一種無源二階的實現方式，其中抗混疊濾波器包括電阻器302和304、電容器306和308、輸入電極310和輸出電極312。經濾波的信號隨后被路由到ASIC 102以進行處理。令人遺憾的是，該濾波器增加電子器件的整體占用空間并且可能不足以提供足夠的抗混疊濾波，當不想要的更高頻率的噪聲成分依然在經濾波的信號中時，抗混疊濾波的不足可能會限制低噪聲性能和低劑量成像。還可以以額外的區、功率和成本來利用有源濾波器。

鑒于至少以上內容，存在對其他抗混疊濾波器配置未解決的需求。

本文所描述的方面解決了上述問題和/或其他問題。

發明內容